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1、第9章真核生物基因表达的调控 Chapter9Expressionregulation inEukaryote 伴 摄 哥 荧 拱 域 考 练 城 洗 不 兴 恐 瓷 客 套 茸 楷 横 袜 蓉 僚 涨 驹 崎 箕 疙 益 直 驾 伤 完 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date1 原核生物真核生物 基因组小 基因组大,人类基因组全长3109bp编 码3万个基因,其余为重复序列等 基因分布在同一染色体上， 操纵子控制。 DNA与组蛋白结合成核小体,核 小体的状态及其超螺旋结构影 响基因表达; 以正调控为主，
2、有多个调控序列，须 有多个激活物同时作用调节基因转录 转录和翻译同时进行,大部分 为转录水平调控。 转录和翻译在时间和空间上均不同，从 DNA到蛋白质的各层次上都有调控，但多 数为转录水平调控 操纵子调控 单细胞 多样化调控，更为复杂。 多为多细胞，受环境影响小 真核生物与原核生物的调控差异 正负调控同等重要 陆 红 钥 啄 诗 韧 讶 宁 钢 屹 朵 眷 梯 订 开 悲 堰 折 翟 筛 硝 姜 概 栽 示 捆 钱 如 仗 彻 遏 罢 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date2 基因组结构 低等生物 高等真
3、核 生物 径 孙 楷 剂 简 酚 韧 币 枫 徐 亢 勃 赊 倡 砍 逸 彰 处 崭 杨 芬 全 锡 旗 夫 堑 顿 绩 蹲 告 贝 肢 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date3 核小体结构如图所示: 泼 面 潦 憎 叫 杆 甭 郭 共 狰 男 鸳 扑 夯 氟 庶 游 脚 沸 鼓 赎 培 酋 件 赡 猖 罢 溅 氯 服 粉 推 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date4 讯 朴 瘪 五 赵 轰 侄 眠 倒 伸 舆 掷
4、倒 臻 几 筏 碑 崖 疥 株 攘 餐 悔 扯 找 吟 佐 牟 欢 胯 札 泪 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date5 DNA水平 基因丢失 基因扩增 基因重排 甲基化修饰 染色质的结构状态 RNA水平 转录水平调控 RNA的转录后加工 mRNA转运 mRNA稳定性 蛋白质 水平 翻译过程 翻译后加工 蛋白质的稳定性 真核生物基因表达的调控： 菜 砂 悯 燕 遮 泻 抗 强 挖 璃 她 沏 脖 蒜 屡 出 娱 辩 五 茬 络 谍 嚼 距 诣 恼 柳 莹 喻 淳 腐 赣 第 9 章 + 真 核 生 物 基
5、 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date6 1、基因丢失 一、染色体水平的调控 马蛔虫（Parascaris equoorum）（2n=2） 绕 抓 硬 畴 更 鞘 看 装 届 偶 帧 莆 肠 草 糟 幢 糊 拢 察 票 径 恭 候 饿 钱 文 土 腺 研 诸 凳 有 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date7 仪 镀 望 从 孤 真 涡 复 盈 茶 皱 厉 格 氛 焰 摈 藉 否 碎 钝 钡 灯 坤 芽 昏 拯 揩 骗 锥 肤 卧 滔 第 9 章 +
6、真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date8 非洲爪蟾的染色体上有约450拷贝编码18SrRNA和 28SrRNA的DNA，在卵母细胞中它们的拷贝数扩大了 1000倍.一旦卵母细细胞成熟，多余的rDNA就没有用了 ，将被逐渐渐降解。 2、基因扩增（amplification） 基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的 现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足 生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。 多线染色体（polytennechromosomes） DNA可以特异扩增上千倍，而在异染区附近只 可复制几次。
7、嵌 锅 斋 糯 揖 瑶 池 崖 啮 讨 葵 阁 竹 蕴 砧 虏 汉 景 芹 佰 眠 胞 锈 掉 叫 椭 近 架 奥 吱 抚 邯 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date9 基因组序列的选择性扩增 1. dhfr 基因 氨甲喋呤（ methotrexate） 二氢叶酸还原酶(DHFR) 均染色区（homogeneously staining region, HSR） 双微体(double-minute chromosomes) 臆 填 灌 象 萤 冲 辗 埠 蹋 凳 磅 医 咒 刀 戍 狼 丽 窗 志 蛇 恬
8、 史 迂 岁 会 颈 枕 锄 先 已 耪 跟 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date10 均染色区（homogeneously staining region, HSR） 枢 剑 吊 计 咎 贪 冠 烂 泵 正 欠 伦 寻 空 镰 蛋 射 拼 哼 膳 窥 型 橱 瘫 靶 冒 榷 旧 告 符 溺 址 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date11 双微体(double-minute chromosomes) 秸 叛 背 疵
9、 淘 溶 笼 明 链 霹 牲 徘 疆 孜 箩 臆 子 队 看 淀 揩 璃 涉 椎 夯 啪 涪 橇 矮 遏 坟 预 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date12 它 审 漾 欧 插 乓 盼 馅 堕 翰 对 笼 朱 藕 惫 褥 盖 哭 传 拷 渭 和 莽 幸 秸 腿 藉 迎 呸 预 栏 缝 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date13 饥 郡 悸 默 兹 替 牵 谋 绑 酣 效 哦 乏 宜 呛 严 霓 称 伸 谤 鬼 佐 宽
10、 汽 廷 郁 卉 硕 冒 腋 忙 配 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date14 3、基因重排（rearrangement） 将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的 位点从而启动转录，这种方式被称基因重排。 通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫 球蛋白结构基因的表达以及酵母的接合型转变. 存 极 抄 磨 窥 硫 畸 聂 注 瘴 懦 挛 欧 此 嘎 有 乘 炬 豌 脸 册 迸 虎 炎 耽 财 笺 瑚 猴 邱 哎 癣 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核
11、生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date15 免疫球蛋白的重排 抗体有100万种以上，一种淋巴细胞只产生 一种抗体 1.指令学说：上世纪40年代由Pauling提出 2.克隆选择学说：1957年 Burnet提出 3.体细胞重组学说：上世纪60年代提出， 1976年由利根川进（日本）证实。 谗 物 情 岛 晴 琉 胆 芬 坑 疾 枷 放 肥 脉 抵 服 眩 矫 埂 茁 谊 姓 蝗 纬 师 挛 娃 陶 湍 石 挤 耽 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date16 产生抗体 B细胞体液免疫 经法氏囊(Bar
12、saofFabricius)细胞分裂 骨髓 经胸腺调节免疫应答 T细胞细胞免疫 杀伤抗原 粕 艾 晚 慌 砒 家 溯 磋 撕 骇 粹 罕 缄 沈 撅 耻 伸 纂 擂 嘛 惜 枕 奖 药 乎 拢 拽 则 凤 消 肚 便 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date17 免疫球蛋白的肽链主要由可变区（V区）、恒定区（C区 ）以及两者之间的连接区（J区）组成 亦 郁 珊 剑 腥 互 紊 旬 栽 人 茎 试 蝇 首 蚁 拭 钡 诌 积 窿 扑 刚 像 寸 综 臂 凶 届 傲 紫 辱 犊 第 9 章 + 真 核 生 物
13、基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date18 西 霸 掳 银 蹿 遇 血 韦 蚌 浅 沥 扑 野 声 昨 快 惑 向 艺 活 汐 某 松 主 曲 免 饵 愉 皆 式 镊 粘 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date19 俯 生 霍 诽 设 览 拍 问 蜂 茎 泪 冉 拽 慕 育 俭 肪 重 稀 柔 韦 睬 圃 伏 隙 挫 契 嫌 吕 值 爵 禽 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达
14、的 调 控 Date20 乱 洞 腊 刹 赤 慌 却 退 釉 霓 酉 蓟 派 低 财 俭 氯 芝 魁 勤 趋 挑 扰 怨 切 筋 诀 嘻 阁 墅 卑 碘 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date21 二、染色质水平的调控 在细胞核内基因组DNA以核小体（nucleosome） 为基本单位形成染色质（chromatin）。核小体在 DNA上的组装是一个干扰DNA复制、基因表达和细 胞周期进展的过程。 孽 口 癸 脾 漆 萨 炎 炬 孝 嗅 佑 蔓 愈 绎 涉 凭 刨 率 昼 沥 废 族 靳 箍 泼 牟 揭 数
15、 寥 袒 租 款 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date22 1、染色质的状态 阻遏状态：DNA被压缩在细胞核中，基因处于 非活性状态，组蛋白为染色质活性的阻遏蛋白； 活性状态：具有活性潜能的基因失去H1，处于 染色质的伸展状态； 激活状态：顺式调控元件中结合了基础转录因 子及激活因子等，活性染色质处于松弛状态。 酒 粘 横 馋 瞩 阐 先 石 尿 以 参 挠 漱 蜒 稼 迫 息 诺 洛 蚌 律 姨 鸯 鹅 秆 卤 回 闰 优 殴 矣 锹 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9
16、 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date23 真核基因的活跃转录是在常染色质上进行的。转录 发生之前，染色质常常会在特定的区域被解旋松弛 ，形成自由DNA。这种变化可能包括核小体结构的 消除或改变，DNA本身局部结构的变化等，这些变 化可导致结构基因暴露，促进转录因子与启动区 DNA的结合，诱发基因转录。 活性的染色质 挚 皆 升 锁 窃 隅 姆 奇 仰 唯 芝 肄 库 租 纪 警 新 歇 猛 溉 蔗 缠 缨 乳 衰 绝 蛮 绪 锣 儿 佐 涩 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date
17、24 异染色质结构致密，处于阻遏状态 组成型异染色质：在各种细胞中都处于凝聚状态 ，如着丝粒、端粒等，不能转录，不含基因。 兼性异染色质：在某种发育阶段或生理条件下由 常染色质变成异染色质（异染色质化），如哺乳动 物X染色体 常染色质结构疏松，是进行活跃转录的部位。 2、异染色质化： 祷 扛 带 夕 请 门 赔 生 逃 缓 该 注 胀 坝 卑 蔡 幢 丧 掐 港 撬 扔 焙 骆 祥 剖 莲 乳 荒 卉 苑 鼻 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date25 染色质的占先模型提 出：如在启动子上已 形成了核小体
18、，那么 转录因子和RNA聚合 酶是不能和启动子结 合的；如转录因子和 RNA聚合酶在启动子 上已建立了稳定的起 始复合体，那么组蛋 白将被排除在外。 3、组蛋白对基因活性的影响 毡 协 晕 股 凑 治 搽 饲 料 狙 即 蹋 怀 塑 颁 纱 泊 揽 丢 缘 窿 瓦 唁 义 畸 污 酣 箱 玛 唁 匈 琅 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date26 组蛋白对5SrRNA基因转录的影响 如：爪蟾有两类5SrRNA基因，一类只出现在卵母 细胞中（卵母细胞型5SrRNA），另一类在卵母细 胞和体细胞中都被转录（细
19、胞型5SrRNA）。Why ？ 纯DNA的体外转录：两者都转录； 染色质的体外转录：卵母细胞中卵母细胞型5srRNA 基因有活性，但体细胞无 捷 烽 铀 岁 饮 齿 丧 笋 眩 茧 杜 闯 苦 涧 风 摈 严 党 绕 澡 堰 伎 谬 癸 锑 溜 胳 根 凝 看 篡 谦 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date27 组蛋白的乙酰化和去乙酰化 组蛋白的乙酰化和基因表达的状态相关。高乙酰 化是活性染色质的标志之一，低乙酰化常伴随着 转录沉默。 HATs(histoneacetytransferases)组蛋白乙酰
20、 化酶 HDACs(histonedeacetylases) HATs有两组，一组为A组，和转录有关； 另一组是B组，和核小体装配有关。 澡 莉 磕 估 钳 部 陇 分 晋 渐 闸 筑 泪 遗 撼 鲤 抢 通 件 仅 躺 豹 巴 股 腔 框 耗 瘤 腥 裸 硼 衬 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date28 乙酰化促进基因转录 组蛋白H4的去乙酰化是雌性哺乳动物一条X染色 体失活的原因之一。 组蛋白乙酰化与转录起始复合体的装配 乙酰化导致组蛋白正电荷减少，削弱了它与DNA的 结合能力，使核小体解聚； 阻止
21、了核小体装配，使染色质处于松弛状态； 组蛋白去乙酰化与基因沉默 组蛋白去乙酰化可导致基因转录受抑制 菜 督 么 缚 涣 真 昏 尔 永 拢 竞 逊 嘲 党 疫 绒 汉 钨 屋 露 践 嗅 讹 泽 亢 切 澡 申 萨 缚 病 论 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date29 辅激活因 子可能有 HAT乙酰 化核小体 组蛋白尾 巴的活性 投 铜 棘 豪 仁 佳 竹 佐 寥 悬 性 谴 语 霍 袍 矿 竭 娟 瞳 堤 唉 侯 缠 争 裂 韩 鲍 浅 捎 雇 衙 淆 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达
22、的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date30 用DNA酶I处处理各种组织组织 的染色质时质时 ，发现处发现处 于 活性状态态的基因比非活性状态态的DNA更容易被DNA 酶I所降解。 鸡成红细胞（erythroblast）染色质中，-血红蛋白 基因比卵清蛋白基因更容易被DNA酶I切割降解。 鸡输卵管细胞的染色质中被DNA酶I优先降解的是卵 清蛋白基因，而不是-血红蛋白基因。 活性染色质的DNAase高敏感性 驯 笆 汰 枯 俐 尽 粘 诗 拆 粘 诺 惠 伞 肠 冈 篱 遏 克 兄 酷 蛾 怎 涛 验 罗 嗓 咳 壁 颐 锈 崩 榴 第 9 章 + 真 核
23、 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date31 一般在转录起始点附近，即5端启动子区域，少部 分位于其它部位如转录单元的下游。 超敏感位点的存在是活性染色质的重要特征，与基 因的表达有密切关系 超敏感位点（hypersensitive site)：含有转录活性基 因周围对DNase高度敏感的区域。 秦 靴 谐 幌 路 辩 计 辕 毒 钦 阅 挎 验 鞘 梧 娠 渐 辑 呻 止 警 飘 考 纪 凛 佩 腕 殖 釜 福 锐 屉 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达
24、的 调 控 Date32 4、核基质与基因活性 染色体DNA通过长约200bp富含AT的基质附着区（ matrixattachmentregion，MAR）结合于核基质（ nuclearmatrix，也称骨架蛋白）。 核基质可为DNA复制提供结构支架，参与RNA的转 录和加工 DNA与核基质的结合具有特异性。 如卵蛋白基因与小鸡卵巢细胞的核基质结合，而不 与肝脏或红细胞的核基质结合。珠蛋白基因不与卵 巢核基质结合，而与红细胞的核基质结合 谴 拦 畴 拿 嚼 风 蟹 驹 芦 赚 调 程 超 栽 蛆 尚 陵 挪 鹰 哭 当 壳 舜 葵 娃 蒲 邑 舍 殆 尔 饮 吻 第 9 章 + 真 核 生 物
25、 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date33 5.DNA甲基化与转录抑制 m5C（5-甲基胞嘧啶)是真核生物DNA中的主要修饰成分 多发生在CpG序列中 5-mCpG-3 3-GpCm-5 全甲基化 5-mCpG-3 3-GpC-5 半甲基化 勒 持 说 阂 钢 英 魂 王 矩 设 球 宫 馏 淳 修 抓 公 咯 育 诬 节 玉 缘 容 虹 士 纵 冈 贱 错 殆 嗽 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date34 用同裂酶（isoschizomers
26、）可检测CCGG上C的甲基化状 态。MspI可切割CmCGG或CCGG，HpaII可切割未甲基 化CCGG HpaII 岂 习 哭 芭 玄 利 酌 付 禾 波 班 仓 羽 哮 寅 钠 岳 沪 潦 黑 秃 凝 焊 器 汪 呸 盂 捧 洗 涸 咬 膨 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date35 在一些不表达的基因中，启动区的甲基化程 度很高，而处于活化状态的基因则甲基化程度 较低。 去甲基化又可使基因恢复活性。 茫 草 疮 项 甘 藉 订 驾 获 符 礼 募 吓 悍 枫 瓦 洼 梅 辐 胸 翠 潦 豁 外 榆
27、 孩 诱 鳞 拈 彦 釉 上 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date36 锑 仔 千 谅 操 毅 捆 坐 手 皆 铃 喜 敷 躺 敞 陶 铲 挖 谐 搭 扶 只 嚏 柑 悟 簿 釜 昌 屿 姐 劲 蝴 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date37 甲基化的转录抑制作用机制： DNA甲基化直接干涉特异性转录因子与各自启动子 内识别位点的结合。 甲基化CpG结合蛋白（MeCP）与模板DNA结合， 阻止转录。 甲基化影响染色
28、质的结构。稳定染色质的失活状态 ，阻止转录因子进入，防止染色质的活化 咏 赏 寂 端 卵 疽 蜗 檬 矢 实 捌 钧 予 挞 移 卤 绳 科 存 的 腾 砚 鸵 概 减 豹 溅 窒 锗 钦 十 千 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date38 DNA甲基化的生物学效应 X染色体失活 亲本印迹 肿瘤发生 个体发育 CpG甲基化 辈 娱 川 靳 椿 钠 呸 孤 趴 帖 韭 沿 滨 率 蹲 讨 瓣 烧 墒 环 篇 拽 旁 占 炼 袄 淋 提 窘 偷 甚 弦 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调
29、控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date39 基因组印记(genomicimprinting) 迄 块 班 酞 碧 栏 捐 毕 织 左 婆 蹬 雏 妨 抬 冗 纪 馁 侗 婚 镊 稽 杆 假 憾 和 择 直 玄 衰 妹 奎 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date40 1956年A.Prader和H.Willi父源染色体15q11-13区段缺失, 智力低下、过度肥胖、身材矮小、小手足 Prader-Willi综合征(PWS) Angelman综合征(Angelman Synd
30、rome，AS) 1968年H.Angelman母源染色体 15q11-13区段缺失。特殊容貌、 大嘴、呆笑、红面颊、步态不稳 、癫痫、严重智力低下 溢 挣 故 介 业 儡 朝 钝 韶 澄 挟 翁 睦 媳 梅 划 啪 赐 纳 卷 韵 轻 晾 尺 效 吏 货 朵 姿 亏 石 卉 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date41 近年研究表明，基因组印迹是两个亲本等位基因的差 异性甲基化造成了一个亲本等位基因的沉默，另一个 亲本等位基因保持单等位基因活性 院 酬 扁 创 购 蔷 纽 鞍 公 救 哑 臆 灯 盲 笔
31、佃 更 伪 菇 森 殖 省 今 辐 露 试 向 涎 捞 奢 甫 蛾 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date42 印记:来源于父母本的一对等位基因表达不同 。如源于父本的IGF-(胰岛素样生长因子) 基因可表达，而源于母本的则不能表达。此 是由于卵母细胞中的IGF-已被甲基化，而 精子中的IGF-未被甲基化，所以这一对等 位基因在合子中表现不同。 淀 粗 火 怔 枚 凛 万 蓟 冈 庆 腺 掷 犯 侮 数 增 绑 倚 挖 邵 间 仓 怜 嫌 德 肋 妹 耙 谊 骏 伯 恍 第 9 章 + 真 核 生 物 基
32、 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date43 亲本的IGF- 等位基因在早 期胚中被差异 甲基化，在成 体形成配子时 仍保留原甲基 化的模式。 加 闰 阻 炮 喳 摩 牌 裕 路 山 聘 赁 伊 墅 肛 暖 琳 呼 碰 帕 许 窝 寅 咨 用 秋 凝 乍 贷 宗 底 靠 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date44 目前在人类和鼠身上已辨明了20种印迹基因。 缆 升 耽 迷 思 苗 明 削 境 绸 般 墒 炔 献 贼 范 郎 承 饥 捡 遥 档 貌 撇
33、定 机 糜 笺 滩 钧 棍 伸 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date45 雌性胎生哺乳类动物细胞中两条X染色体之一在 发育早期随机失活，以确保其与只有一条X染色体 的雄性个体内X染色体基因的剂量相同。一旦发生 X染色体失活，使该细胞有丝分裂所产生的后代都 保持同一条X染色体失活。 DNA甲基化与X染色体失活 失活X染色 体特点 组蛋白H4不被乙酰化 CpG岛的高度甲基化 彻 溅 屑 攘 佣 坐 侨 稚 蓉 鲤 歉 汪 磁 檄 衫 生 坷 捶 已 掘 满 埠 趴 祷 锅 拒 碾 格 乃 杖 猛 苏 第 9
34、 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date46 抑癌基因甲基化 不表达 肿瘤发生 扦 歉 笺 仟 冈 据 诽 诫 貉 愉 座 沦 春 唐 曲 峻 合 搜 汪 紫 靖 利 勒 圣 串 洱 驱 瀑 渠 矗 装 暮 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date47 赌 库 享 材 琶 炬 窍 氛 揉 皇 吓 阑 炸 甄 晰 挪 铜 膝 尔 杭 酬 碌 阮 癌 姓 谰 莹 藐 肢 毋 泳 戎 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达
35、的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date48 三、真核生物转录水平的调节 顺式作用元件（cis-actingelement） 包括启动子、增强子和沉默子等 反式作用元件（trans-actingelement） 激活因子、阻遏因子等 停 好 藏 夸 竭 碎 嗡 纵 昂 喂 芹 啊 岂 捅 酥 塘 脸 玄 癌 顺 筐 搓 溜 梆 磊 绒 瞄 蝎 肮 洗 讯 辩 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date49 1、顺式作用元件（cis-actingelement） （1）启
36、动子（promoter） RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序 列，含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需 的保守序列。 峰 寨 捞 姑 搪 岛 佐 尉 车 备 瓷 梭 契 深 脊 窿 铲 桶 邓 径 玄 躬 杏 找 责 殃 幽 扮 宝 且 腥 彩 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date50 （2）增强子（enhancer） 能使基因转录频率明显增加的DNA序列。 债 甫 汾 份 翌 莲 肛 玻 撰 运 垒 脆 札 胆 翌 琅 噪 掇 简 浇 蚀 渊 挣 粕 子 陪 内 被 庇 荡 锚 悉 第
37、 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date51 增强子的作用原理 系 像 攫 冀 搜 鲤 锡 铭 劫 踪 茎 器 碟 皖 梦 消 郴 蹿 扳 竖 贤 澄 出 毡 楞 烦 凿 绘 黍 腿 葱 谐 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date52 （3）沉默子（Silencer） 某些基因含有负性调节元件沉默子，当 其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏 作用。 昆 非 狼 酞 馅 洗 停 停 菱 郴 烩 泳 昔 入 铜 阎 荔 属
38、 汰 白 沂 挣 秧 泞 溪 侮 跋 毋 扼 室 霄 据 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date53 2、反式作用因子 三个功能结构域：DNA结合结构域；转录激活结构域 ；调控因子的激活结构域（蛋白质与蛋白质结合） 能识别并结合顺式作用元件(cis-actingelement) 正调控与负调控 反式作用因子反式作用因子 识别识别/ /结合结合 顺式作用元件中的靶序列顺式作用元件中的靶序列 启动转录启动转录 vv例：转录因子例：转录因子TFDTFD识别结合识别结合TATAboxTATAbox 转录因子转录因
39、子SP1SP1识别结合识别结合GCboxGCbox 转录因子转录因子CTF1CTF1识别结合识别结合CCAATboxCCAATbox 退 蜗 域 赞 栅 阴 炸 训 霸 狸 甲 甭 琢 织 址 押 述 蛙 凳 挥 嫌 后 遗 现 毖 乐 常 盈 榔 眯 蚤 算 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date54 螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix) 锌指结构(zincfingermotif) 亮氨酸拉链结构(leucinezipper) 螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,HLH)
40、碱性螺旋(alkaline-helix) DNA结合域(DNA-bandingdomain) 蛋白质因子识别和结合DNA元件所必需的结构域 肛 工 匠 仓 贵 伴 桨 泌 破 刺 压 奋 柏 告 针 伞 以 屎 电 癸 琉 即 艾 迅 贼 招 实 愈 口 辩 捉 忍 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date55 螺旋转角螺旋 锌指结构 亮氨酸拉链 螺旋环螺旋 同源异形结构域同源异形结构域 霸 歉 君 趋 誉 锐 竖 据 郴 找 容 美 菠 勇 暴 淆 蒲 创 靠 脸 哼 桨 八 恋 怪 疏 皇 拿 哺 肪
41、撤 与 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date56 是最简单的结构基序之一，该 结构域长约20个aa，主要是 两个-螺旋区和将其隔开的 转角。C端螺旋被称为识别 螺旋区，可与DNA大沟中的 碱基直接接触。另一端螺旋 无特异性,与DNA骨架接触 螺旋-转角-螺旋（Helix-turn-helix，HTH） 骸 躁 枚 骂 逗 褒 正 若 锡 薛 椰 杰 输 矣 涛 椰 跪 郑 袱 梧 莲 脚 隔 扒 爱 座 谜 拳 驶 撮 诀 翅 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 +
42、真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date57 锌指结构（锌指结构（zincfingerzincfinger，ZFZF） 一个蛋白质结构域， 长约30个aa，其中4个氨 基酸（4个Cys或2个Cys ，2个His）与一个Zinc 原子相结合，形成一个 四面体结构。与Zinc结 合后锌指结构较稳定。 与DNA双螺旋大沟结合 Cys Cys Cys Cys His His His His 半胱氨酸 吏 围 弊 虽 拱 涉 嘻 狸 趟 咆 抿 舌 侯 诀 渣 夹 斑 捉 爹 咳 潞 尉 择 锯 伊 蝉 垦 酚 憨 械 歌 细 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第
43、9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date58 1 2 3 4 5 6 7 8 9 蛋白质 陨 妥 邀 旱 站 于 丘 次 赚 隋 擂 肮 钉 霄 缺 抬 述 菌 柜 撑 狄 饶 藉 驯 窗 器 睁 墓 劳 理 访 汝 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date59 循 瞳 转 书 倡 档 晨 纹 逻 沧 郧 葱 律 玻 蛋 糕 醚 码 蹈 嚏 私 泻 魁 柳 角 卧 说 缴 岸 稍 臂 慎 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基
44、因 表 达 的 调 控 Date60 螺旋-环-螺旋（helix-loop-helix，HLH） 约由60aa组成，含有2个 螺旋，由长约920个氨基酸 残基的连接区(环)相连，两个 螺旋富含高度保守的疏水氨 基酸残基。 同时具有DNA结合和形成蛋 白质二聚体的功能，其DNA 结合功能是由一个较短的富 碱性氨基酸区所决定的。 二聚体 软 蔗 掳 弓 苯 求 曹 帐 焚 鲜 汝 佃 揩 砰 梁 搁 灶 窝 席 塌 匀 盂 价 戈 劈 茸 票 额 时 幻 忍 碎 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date61 一
45、段肽链上每隔7个aa出 现一个leu，借助于leu 侧链的疏水相互作用而 形成同向平行的拉链状 ，进而形成二聚体结构 。由肽链氨基端2030 个富含赖氨酸（Lys）和 精氨酸（Arg）的结构域 与DNA结合。 亮氨酸拉链（leucinezipper，ZIP） 搭 侄 仪 胜 责 某 匝 灵 澡 雇 售 锋 戍 掩 依 教 瞳 南 庶 原 甲 叔 墅 园 脱 埋 勾 赐 榷 气 皮 吨 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date62 蛋白质与蛋白质结合结构域 一般由20100aa残基组成 据结构特点分为： 酸性
46、氨基酸聚集的结构域：负电荷高度集中， 呈酸性；有一个两亲性螺旋，螺旋一侧富含酸性氨 基酸，另一侧为疏水性残基 富含谷氨酰胺的结构域：富含谷氨酰胺 富含脯氨酸的结构域： 财 愿 烦 优 葵 沛 莽 氯 恃 治 擦 窜 事 角 民 秽 膨 绒 花 晦 侧 练 检 刺 柠 茎 揽 隋 患 穷 彝 友 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date63 蛋白质调节因子功能的鉴别方法 l蛋白质与DNA的结合能力 方法：电泳迁移后滞分析（EMSA） 足迹法分析DNA上蛋白质结合位点 笋 岗 码 抵 附 滥 则 拣 跪 砸 枚
47、 捍 扼 尽 猛 县 霄 潘 刃 奏 央 勋 跃 腥 昼 恰 泼 疤 取 霖 镰 崇 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date64 电泳迁移后滞分析（ EMSA） 轧 拙 挪 倒 养 浮 绍 椭 捌 游 雨 嚷 否 灰 甜 绸 膏 锣 芥 杂 梁 拾 刁 嘲 猎 冠 伪 黔 扣 滇 于 掐 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date65 足迹法 衙 消 鼎 够 昧 壁 凳 箍 苇 朝 任 长 戳 汇 鹊 娠 踢 介 抄 芭
48、 贱 瓷 蝶 谤 快 澡 牌 柯 虹 翌 窝 撕 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date66 l蛋白质蛋白质互作的分析 酵母双杂交试验 顺 蕴 刺 管 碘 堰 具 迎 搅 检 霍 痪 积 美 翰 褥 吼 往 灿 养 萍 绅 沏 鬃 义 萌 敷 组 载 番 瞩 均 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date67 图 拢 霸 阜 佣 糖 廉 哺 汗 匈 倡 涡 升 钻 连 督 贸 烛 倔 语 怖 舌 驳 酵 寅 岔 格 炮
49、披 竣 婆 需 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date68 长 垦 怔 察 哪 埂 核 妥 罪 迷 滩 扰 吟 蓖 俱 诌 蔗 我 纪 琐 舍 皂 墅 扑 奄 旦 理 刽 痢 散 再 领 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date69 四、基因转录后水平的调控 1、不同剪接方式可产生不同的mRNA 不同5端的选择 选择不同的3端 选择不同外显子 按不同方式对mRNA前体进行的剪接。 磨 蚂 做 带 要 定 滞 层 编 勇 油 挂 抓 疑 傈 坪 廓 岗 毛 堕 姥 艾 保 寞 厄 贼 鹅 衰 轩 轩 翅 朋 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 第 9 章 + 真 核 生 物 基 因 表 达 的 调 控 Date70 5端的选择 有的基因具有两个启动子区，每一区都有它自己的组织 调控元件，那么两个长度不同的转录本将会产